本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法。

背景技術(shù)：

1、赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生?1.0～2.0噸赤泥。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場(chǎng)堆放，占用了大量土地，也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。全世界每年產(chǎn)生的赤泥約7000萬噸。大量的赤泥的產(chǎn)生已經(jīng)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的產(chǎn)量和危害，實(shí)現(xiàn)多渠道、大數(shù)量的資源化已迫在眉睫。

2、同樣的，作為副產(chǎn)物的金尾礦也同樣面臨如何加以利用的問題。目前，金尾礦已逐漸應(yīng)用于建材領(lǐng)域，但是大量的細(xì)粒級(jí)（小于200目）的尾礦很難得到大宗、高附加值利用。因此需要探尋大規(guī)模綜合利用的途徑，來提升尾礦的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)尾礦的變廢為寶。

3、玄武巖是修理公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)跑道所用石料中最好的材料，玄武石具有耐磨、吃水量少、導(dǎo)電性能差、抗壓性強(qiáng)、壓碎值低、抗腐蝕性強(qiáng)、瀝青粘附性等優(yōu)點(diǎn)，并被國(guó)際認(rèn)可，是發(fā)展鐵路運(yùn)輸及公路運(yùn)輸最好的基石。其中，玄武巖的主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、(還有少量的氧化鉀、)，其中二氧化硅含量最多，約占百分之四十五至五十左右。

4、而赤泥與金尾礦的主要成分為sio2、al2o3、cao、fe2o3等，因此，我們可以利用赤泥與金尾礦來生產(chǎn)玄武巖的仿制物—仿玄武巖，然后將仿玄武巖應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)廢物利用。

5、現(xiàn)有的仿玄武巖技術(shù)大多為仿制玄武巖纖維，如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01410498584.x”的中國(guó)專利，其公開了“一種以工業(yè)固廢為原料制備連續(xù)玄武巖纖維的方法”，其技術(shù)方案為“本發(fā)明以與玄武巖化學(xué)成分相似的工業(yè)固體廢棄物為主要原料、以鐵尾礦、含鈦渣、氧化鋁赤泥等為添加劑制備連續(xù)玄武巖纖維，對(duì)各成分用量進(jìn)行合理配比，發(fā)揮各成分的協(xié)同作用，充分利用固廢中的主要成分二氧化硅和氧化鋁、鐵尾礦所含的氧化鐵、含鈦渣所含的氧化鈦和氧化鋁赤泥所含的氧化鋁，通過各種成分耦合制備而成的連續(xù)玄武巖纖維具有優(yōu)于傳統(tǒng)連續(xù)玄武巖纖維的性能，并有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)固體廢棄物的高效利用”。

6、又如申請(qǐng)?zhí)枮椤癱n201811589234.9”的中國(guó)專利，其公開了“一種仿玄武巖纖維”，其技術(shù)方案為“其組分包括粉煤灰10-50份、煤矸石5-15份、鐵尾礦5-10份、含鈦渣1-10份、赤泥10-70份，將上述所有原料1400-1500℃高溫熔融拉絲加工制成短切纖維，即得仿玄武巖纖維。該發(fā)明全部成分均為工業(yè)固體廢棄物，充分利用了固體廢棄物，給工業(yè)固體廢棄物提供了一個(gè)非常好的利用途徑”。

7、上述幾種工藝均涉及了類似紡織工藝的技術(shù)，如拉絲、收卷等。然而該工藝過于繁瑣，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，不適合建筑領(lǐng)域大批量使用。而且玄武巖纖維類似石棉，當(dāng)期應(yīng)用在道路鋪設(shè)時(shí)，隨著道路的不斷磨損，玄武巖纖維暴露在外部，由于其體積較輕，因此會(huì)跟隨空氣流動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致行人吸入，進(jìn)而會(huì)引發(fā)肺部疾病。

8、為此，如何生產(chǎn)適用于建筑領(lǐng)域的低成本、安全系數(shù)更高的仿玄武巖材料，是目前面臨的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中仿玄武巖材料在建筑領(lǐng)域中使用時(shí)存在成本較高且涉及安全隱患的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，包括如下步驟：

4、步驟一，原料處理；

5、將選礦廠排放的金尾礦礦漿經(jīng)過旋流器分選，將200目以下的礦漿用濃縮機(jī)濃縮壓濾得到含水率為15-25%的金尾礦；赤泥選用含水率小于5%的赤泥，用對(duì)輥破碎機(jī)進(jìn)行擠壓破碎；

6、步驟二，混合物料；

7、將步驟一中的金尾礦與赤泥送至立式紊流攪拌機(jī)混合攪拌，攪拌期間加入外加劑，攪拌完成后獲得混合物料；

8、步驟三，物料造粒；

9、將步驟二中的混合物料送至焙燒窯煅燒，煅燒完成后送至冷卻機(jī)冷卻至50℃以下，隨后將冷卻后的混合物料經(jīng)破碎機(jī)破碎后送至攪拌釜，同時(shí)向攪拌釜內(nèi)添加第一浸潤(rùn)劑，攪拌完成后，將攪拌釜中的物料送至高壓對(duì)輥造粒機(jī)進(jìn)行擠壓造粒，獲得生料坯，生料坯經(jīng)振動(dòng)篩篩分后送至干燥設(shè)備干燥，干燥完成后獲得初級(jí)顆粒；

10、步驟四，浸潤(rùn)劑噴淋；

11、將初級(jí)顆粒送至噴淋設(shè)備噴淋第二浸潤(rùn)劑，噴淋完成后靜置2-3h，隨后再次送至干燥設(shè)備干燥，獲得仿玄武巖顆粒，等待仿玄武巖顆粒自然冷卻至40℃，隨后包裝入庫。

12、其中，步驟二中，按重量份數(shù)計(jì)，赤泥為40-55份，金尾礦為20-40份，外加劑為5-20份。

13、其中，所述外加劑由石膏、粉煤灰以及煤矸石粉組成；按重量份數(shù)計(jì)，石膏為10-30份，粉煤灰為10-30份，煤矸石粉為10-40份。

14、其中，步驟三中，混合物料從焙燒窯的窯尾連續(xù)入料，窯尾溫度區(qū)間為650-750℃，窯頭的溫度區(qū)間為1100-1500℃，燒成時(shí)間30-50min。

15、其中，步驟三中，按重量份數(shù)計(jì)，第一浸潤(rùn)劑為25-35份，混合物料為65-75份。

16、其中，所述第一浸潤(rùn)劑由第一成膜劑、第一偶聯(lián)劑、聚山梨醇酯-20、硅油以及去離子水組成，按重量份數(shù)計(jì)，所述第一成膜劑10-18份，第一偶聯(lián)劑7-11份，聚山梨醇酯-20?2-6份，硅油3-4份，剩余由去離子水補(bǔ)足。

17、其中，所述第一成膜劑由直鏈淀粉經(jīng)過改性劑改性獲得，所述直鏈淀粉包括但不限于玉米淀粉、紅薯淀粉、土豆淀粉，所述改性劑由鋁磷酸鹽、二氨基磷酸、二乙醇胺以及去離子水混合組成，按重量份數(shù)計(jì)，改性劑由13-15份鋁磷酸鹽、16-25份二氨基磷酸、22-30份二乙醇胺以及30-49份去離子水組成。

18、其中，所述第一偶聯(lián)劑由40-45份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、25-35份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、20-25份n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合組成。

19、其中，所述第二浸潤(rùn)劑由第二成膜劑、第二偶聯(lián)劑、月桂醇、十六烷基三甲基氯化銨以及去離子水組成，按重量份數(shù)計(jì)，第二成膜劑12-15份，第二偶聯(lián)劑5-7份，月桂醇3-5份，十六烷基三甲基氯化銨1-3份，剩余由去離子水補(bǔ)足。

20、其中，所述第二成膜劑為水性聚氨酯；所述第二偶聯(lián)劑為硼酸脂偶聯(lián)劑。

21、采用了上述技術(shù)方案后，本方案的有益效果是：

22、一是通過第一浸潤(rùn)劑、第二浸潤(rùn)劑的配合使用，使得仿玄武巖顆粒能夠?qū)炷?、瀝青強(qiáng)度有著巨大的提升。二是顆粒狀的仿玄武巖材料不會(huì)產(chǎn)生類似石棉的針狀物，這減少了仿玄武巖材料對(duì)人體肺部造成的危害。三是解決了赤泥、金尾礦堆積造成環(huán)境污染、資源浪費(fèi)以及玄武巖作為戰(zhàn)略資源短缺的問題。四是相對(duì)于玄武巖纖維的生產(chǎn)過程，本方案簡(jiǎn)化了步驟，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)特征：

1.一種用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，步驟二中，按重量份數(shù)計(jì)，赤泥為40-55份，金尾礦為20-40份，外加劑為5-20份。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，所述外加劑由石膏、粉煤灰以及煤矸石粉組成；按重量份數(shù)計(jì)，石膏為10-30份，粉煤灰為10-30份，煤矸石粉為10-40份。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，步驟三中，混合物料從焙燒窯的窯尾連續(xù)入料，窯尾溫度區(qū)間為650-750℃，窯頭的溫度區(qū)間為1100-1500℃，燒成時(shí)間30-50min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，步驟三中，按重量份數(shù)計(jì)，第一浸潤(rùn)劑為25-35份，混合物料為65-75份。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，所述第一浸潤(rùn)劑由第一成膜劑、第一偶聯(lián)劑、聚山梨醇酯-20、硅油以及去離子水組成，按重量份數(shù)計(jì)，所述第一成膜劑10-18份，第一偶聯(lián)劑7-11份，聚山梨醇酯-20?2-6份，硅油3-4份，剩余由去離子水補(bǔ)足。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，所述第一成膜劑由直鏈淀粉經(jīng)過改性劑改性獲得，所述直鏈淀粉包括但不限于玉米淀粉、紅薯淀粉、土豆淀粉，所述改性劑由鋁磷酸鹽、二氨基磷酸、二乙醇胺以及去離子水混合組成，按重量份數(shù)計(jì)，改性劑由13-15份鋁磷酸鹽、16-25份二氨基磷酸、22-30份二乙醇胺以及30-49份去離子水組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，所述第一偶聯(lián)劑由40-45份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、25-35份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、20-25份n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合組成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，所述第二浸潤(rùn)劑由第二成膜劑、第二偶聯(lián)劑、月桂醇、十六烷基三甲基氯化銨以及去離子水組成，按重量份數(shù)計(jì)，第二成膜劑12-15份，第二偶聯(lián)劑5-7份，月桂醇3-5份，十六烷基三甲基氯化銨1-3份，剩余由去離子水補(bǔ)足。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，其特征在于，所述第二成膜劑為水性聚氨酯；所述第二偶聯(lián)劑為硼酸脂偶聯(lián)劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用赤泥與金尾礦協(xié)同制備仿玄武巖新材料的方法，涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，選取200目以下含水率為15?25%的金尾礦；選用含水率小于5%的赤泥；步驟一中的金尾礦與赤泥送至立式紊流攪拌機(jī)混合攪拌，加入外加劑，獲得混合物料；將混合物料送至焙燒窯煅燒，煅燒完成后送至冷卻機(jī)冷卻至50℃以下，隨后將冷卻后的混合物料經(jīng)破碎機(jī)破碎后送至攪拌釜，同時(shí)向攪拌釜內(nèi)添加第一浸潤(rùn)劑，攪拌完成后，將攪拌釜中的物料送至高壓對(duì)輥造粒機(jī)進(jìn)行擠壓造粒；將初級(jí)顆粒送至噴淋設(shè)備噴淋第二浸潤(rùn)劑，隨后再次送至干燥設(shè)備干燥。借此，顆粒狀的仿玄武巖材料不會(huì)產(chǎn)生類似石棉的針狀物，這減少了仿玄武巖材料對(duì)人體肺部造成的危害。

技術(shù)研發(fā)人員：溫鵬,高大魁,曹學(xué)良,馬濤,馬連濤,朱廣雯,馬艷麗,張峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東恒遠(yuǎn)利廢技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26